[发明专利]一种用于等离子体处理腔室的约束环及腔室清洁方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种用于等离子体处理腔室的约束环及腔室清洁方法。

背景技术

等离子体处理装置利用真空反应室的工作原理进行半导体基片和等离子平板的基片的加工。真空反应室的工作原理是在真空反应室中通入含有适当刻蚀剂或淀积源气体的反应气体，然后再对该真空反应室进行射频能量输入，以激活反应气体，来点燃和维持等离子体，以便分别刻蚀基片表面上的材料层或在基片表面上淀积材料层，进而对半导体基片和等离子体平板进行加工。

等离子体是扩散性的，虽然大部分等离子体会停留在一对电极之间的处理区域中，但部分等离子体可能充满整个工作室。举例来说，等离子体可能充满真空反应室下方的处理区域外面的区域。若等离子体到达这些区域，则这些区域可能随之发生腐蚀、淀积或者侵蚀，这会造成反应室内部的颗粒玷污，进而降低等离子处理装置的重复使用性能，并可能会缩短反应室或反应室零部件的工作寿命。如果不将等离子体约束在一定的工作区域内，带电粒子将撞击未被保护的区域，进而导致半导体基片表面杂质和污染。

由此，业内一般还在等离子体处理装置中设置了约束环（confinement ring）,用以控制用过的反应气体的排出并且当反应气体中的带电粒子通过该约束环时将它们电中和，从而将放电基本约束在处理区域以内，以防止等离子处理装置使用过程中可能造成的腔体污染问题。

例如，在电感耦合型等离子处理腔室中，一个通常是线圈状的天线用于向反应腔内发射射频能量。然而，在电感耦合型等离子体处理腔室的一些制程中，例如Bosch制程，聚合物还是会在约束环的下面产生，例如CxFy或CxHyFz等自由基能够通过约束环进入腔室底部，从而产生污染。

这些不希望出现的沉积物积聚会在反应腔内产生附着聚集物，例如粉末、杂质等，并可能会从附着表面上剥落开来，随着反应气体的气流在反应腔内到处扩散，最后会落在被处理的基片上，而造成基片产生缺陷或失效，同时还会造成反应腔的污染，并对下一次工艺质量产生坏的影响。因而，在经过一段时间的制程工艺后，必须停止制程，专门实施一个反应腔清洁过程来将这些附着在气体输送装置上的附着聚集物清除掉。所述清洁过程包括专门向腔室内部通入一清洁气体，并激发该清洁气体产生清洁等离子体，以利用该等离子体对腔室的污染进行清洁。然而，由于在现有技术中，等离子体处理腔室的底部是封闭的，这是由于约束环一般是用螺丝等固定方式固定于腔室侧壁和机台之间，因此，即使执行情节制程，等离子体由于约束环的限制也无法进入底部，从而无法对其中的聚合物进行清洁。

如果必须对等离子体处理腔室的底部（约束环以下的区域）进行清洁，那么就需要将整个机台拆卸，松开固定约束环和机台以及腔室内壁的螺丝，再采用人工的方式进行。然而，等离子体处理机台在制程中必须保持真空的环境，反复拆卸机台会对机台的内部环境带来影响，甚至引入不必要的其他污染。

因此，业内需要一种清洁机制，能够有效地清洁腔室底部约束环以下的区域。

发明内容

针对背景技术中的上述问题，本发明提出了一种用于等离子体处理腔室的约束环及腔室清洁方法。

本发明第一方面提供了一种用于等离子体处理腔室的约束环，其中，所述等离子体处理腔室包括等离子制程区域和排气区域，所述约束环位于所述等离子处理腔室的等离子制程区域和排气区域之间，具有多个气体通道，在所述等离子体处理腔室的下部设置有一基座，所述约束环为可移动的，以在所述基座和所述约束环之间能够产生一开口，使得清洁用的等离子体能够通过该开口进入所述排气区域，其中，所述等离子体处理腔室还包括一驱动装置，所述驱动装置用于带动所述约束环移动。

进一步地，在所述基座的静电夹盘以下的所述基座外围以及所述腔室内壁分别设置有第一支撑装置和第二支撑装置，所述约束环的第一端和第二端分别与第一支撑装置和第二支撑装置接触。

进一步地，所述约束环包括若干个可分离的扇形子环，所述子环能够分别以其靠近所述腔室侧壁的第二端为支点向上掀起。

进一步地，所述子环能够分别以其靠近所述腔室侧壁的第二端为支点向上掀起0~90度。

进一步地，所述约束环的所述第二端固定于所述第二支撑装置上。

进一步地，所述驱动装置包括第一驱动装置，其中，若干个所述子环还分别连接有一第一驱动装置，其分别用于驱动所述子环以其靠近所述腔室侧壁的第二端为支点向上掀起。

进一步地，所述约束环能够相对于所述基座上下移动。

进一步地，所述约束环能够相对于所述基座上下移动的距离最多至达到所述腔室上方的气体注入器的下表面。